DHA藻油Pickering乳液运载体系的构建及稳定性研究

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DHA(Docosahexaenoic Acid)藻油富含ω-3多不饱和脂肪酸,具有增强人体免疫力、预防相关疾病等食用保健功能。然而DHA的多不饱和长碳链疏水结构使其对温度、氧、酸碱、过渡金属离子、自由基等十分敏感,尤其容易在酸性胃环境中氧化降解而丧失生理活性,这些因素极大的限制了DHA在食品工业中的应用。蛋白基Pickering乳液体系具有环境友好,绿色无毒和生物相容性好的特点,具有运载DHA藻油以增强其稳定性和生物利用度的巨大潜力。在前期证实的美拉德反应产物改善乳清分离蛋白酸热稳定性的基础上,本文以糖基化乳清分离蛋白(glycated Whey Protein Isolates,g WPI)和壳寡糖(Chitooligosaccharide,COS)为对象,研究了壳寡糖与蛋白质相互作用对Pickering乳液界面吸附特性、乳化性质和流变学性能的影响;并利用g WPI-COS复合物运载DHA藻油,研究界面吸附结构对DHA藻油的稳定作用及其消化特性。旨在开发乳清分离蛋白的功能性质进一步扩大蛋白基乳液运载体系的应用范围。主要研究结果如下:(1)糖基化蛋白-壳寡糖复合物的制备与表征:根据复合溶液体系的电位、粒径和聚集动力学,确定合适的g WPI-COS复合物制备条件;运用内源荧光光谱法、紫外可见吸收光谱法、傅里叶变换红外光谱法分析了蛋白质和壳寡糖之间的相互作用及其影响因素;通过DSC、AFM和抗氧化能力实验对蛋白-壳寡糖复合物的相关性质进行表征。结果表明:糖基化蛋白与壳寡糖的相互作用受物质浓度、复合比例和p H影响,糖基化蛋白-壳寡糖复合物的优化制备条件为,蛋白基浓度为1.0%,复合比R为1:1(w/w),p H为5.0。此时g WPI-COS复合物粒径约为154.0±2.7 nm,PDI约为0.216,具有良好的分散性质,热稳定性质和抗氧化性质。(2)糖基化蛋白-壳寡糖复合物的乳化特性及界面特性研究:考察了糖基化蛋白-壳寡糖复合物的界面吸附行为、乳化特性和与油脂的相互作用,研究了乳液微观结构和流变性质,明确了蛋白质-壳寡糖相互作用与乳液乳化/界面性质的关系,结果表明:糖基化蛋白-壳寡糖复合物在较宽的p H范围内具有良好的乳化活性和乳化稳定性,能够大量吸附于油滴表面形成致密界面层,其稳定的O/W型乳液液滴分布均匀,粒径约为40μm左右。相较于WPI、g WPI和WPI-COS,在g WPI-COS稳定的乳液中油相与蛋白质吸附层之间具有更强的相互作用,乳液粘度更高并且在一定范围内具有抗剪切与震荡的物理稳定性。(3)DHA藻油Pickering乳液运载体系的稳定性及消化特性研究:构建了一种DHA藻油Pickering乳液运载体系,研究了g WPI-COS复合物对DHA藻油的稳定作用及其稳定乳液在模拟胃肠道模型中的消化特性。结果表明:壳寡糖与糖基化蛋白的协同作用有效提高了DHA藻油乳剂的储存稳定性、热稳定性和氧化稳定性;有效抑制了DHA藻油中挥发性氧化产物的生成;增强了DHA藻油乳剂在口腔和胃消化过程中的结构稳定性,并且经2小时肠消化FFA的释放量达到100%。综上,我们利用糖基化乳清分离蛋白和壳寡糖的相互作用构建了一种DHA藻油Pickering乳液运载体系,实现了DHA藻油的稳定递送和高效肠靶向释放,以期为功能性食品成分的稳定化和营养输送系统的合理设计提供参考。
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